RU2512136C2 - Fibre-optical sensor of spiral structure - Google Patents
Fibre-optical sensor of spiral structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2512136C2 RU2512136C2 RU2012125660/28A RU2012125660A RU2512136C2 RU 2512136 C2 RU2512136 C2 RU 2512136C2 RU 2012125660/28 A RU2012125660/28 A RU 2012125660/28A RU 2012125660 A RU2012125660 A RU 2012125660A RU 2512136 C2 RU2512136 C2 RU 2512136C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spring wire
- optical fiber
- deformation
- teeth
- spiral
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 85
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 33
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 27
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 claims description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/35338—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using other arrangements than interferometer arrangements
- G01D5/35341—Sensor working in transmission
- G01D5/35345—Sensor working in transmission using Amplitude variations to detect the measured quantity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
- G01D5/3537—Optical fibre sensor using a particular arrangement of the optical fibre itself
- G01D5/35377—Means for amplifying or modifying the measured quantity
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/04—Measuring force or stress, in general by measuring elastic deformation of gauges, e.g. of springs
- G01L1/042—Measuring force or stress, in general by measuring elastic deformation of gauges, e.g. of springs of helical springs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Transform (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Область изобретенияField of Invention
Настоящее изобретение относится к волоконно-оптическим датчикам в области сенсорных технологий, в частности к спирального типа волоконно-оптическому датчику для проверки и измерения параметров напряжения с высокой точностью.The present invention relates to fiber optic sensors in the field of sensor technology, in particular to a spiral type fiber optic sensor for testing and measuring voltage parameters with high accuracy.
Предшествующий уровень техники изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Известны различные виды волоконно-оптических датчиков, которые в основном включают волоконно-оптический датчик на основе модуляции интенсивности излучения, волоконно-оптический датчик с дифракционной решеткой, интерференционный волоконно-оптический датчик и т.д. Последние два характеризуются высокой чувствительностью. Однако они имеют недостатки, заключающиеся в сложности используемой аппараты, высоких расходах при работе и т.д., из-за чего область применения этих волоконно-оптических датчиков значительно ограничена. Главной особенностью волоконно-оптического датчика, обладающего высокой чувствительностью, например интерференционного волоконно-оптического датчика, является реагирование в процессе использования на изменения различных условий окружающей среды из-за его высокой чувствительности. Однако на практике вследствие указанной особенности датчика факторы окружающей среды, такие как температура, давление воздуха, вибрации и т.д., могут оказывать негативное влияние на его эксплуатационные параметры. Поэтому в процессе эксплуатации таких датчиков требуется предпринимать множество превентивных мер для предотвращения и исключения воздействия вышеупомянутых факторов окружающей среды, что приводит к усложнению конструкции аппаратуры (текущего) контроля и наблюдения и значительному увеличению стоимости ее использования в действии.Various types of fiber optic sensors are known, which mainly include a fiber optic sensor based on radiation intensity modulation, a fiber optic sensor with a diffraction grating, an interference optical fiber sensor, etc. The last two are characterized by high sensitivity. However, they have drawbacks consisting in the complexity of the apparatus used, high operating costs, etc., which is why the scope of these fiber-optic sensors is significantly limited. The main feature of a fiber-optic sensor having high sensitivity, for example, an interference fiber-optic sensor, is the response during use to changes in various environmental conditions due to its high sensitivity. However, in practice, due to this feature of the sensor, environmental factors, such as temperature, air pressure, vibration, etc., can have a negative impact on its operating parameters. Therefore, in the process of operating such sensors, many preventive measures are required to prevent and eliminate the effects of the above environmental factors, which leads to a complication of the design of equipment (current) monitoring and surveillance and a significant increase in the cost of its use in action.
Волоконно-оптический датчик микроизгибов оптокабеля является волоконно-оптическим датчиком на основе модуляции интенсивности излучения и характеризуется низкой стоимостью, высокой чувствительностью и определенной емкостью антиинтерференции окружающей среды. Это достигается на основе потерь на изгибах или микроизгибах оптического волокна. Изменения в силе света вызываются изменением степени (градусов кривизны) изгиба оптического волокна.The optical fiber microbend sensor is a fiber optic sensor based on modulation of radiation intensity and is characterized by low cost, high sensitivity and a certain capacity of environmental anti-interference. This is achieved on the basis of losses in the bends or microbends of the optical fiber. Changes in the intensity of the light are caused by a change in the degree (degrees of curvature) of the bending of the optical fiber.
Правило потери силы света состоит в том, что потери на изгибах могут происходить, если оптическое волокно повреждается при изгибе и, как правило, представляют собой потери на микроизгибах и потери на макроизгибах. Оба вида потерь на изгибах вызываются соединением канализированных мод части волоконного сердечника с оболочкой (оптоволоконного световода), когда оптическое волокно изогнуто, которые могут быть вычислены согласно теоретической формуле Маркуза (Marcuse) следующим образом:The rule of loss of luminous intensity is that bending losses can occur if the optical fiber is damaged during bending and, as a rule, are microbending and macrobending losses. Both types of bending losses are caused by connecting the channelized modes of a part of the fiber core to the cladding (optical fiber) when the optical fiber is bent, which can be calculated according to the theoretical formula of Marcuse as follows:
POUT=PIN exp(-γS),P OUT = P IN exp (-γS),
где PIN и POUT - мощность света на входе и на выходе, соответственно, γ - коэффициент потерь на изгибе и S - длина дуги изгиба. Можно заметить, что чем больше коэффициент потерь на изгибе γ, тем меньше радиус изгиба оптического волокна, больше потери. Однако даже незначительный радиус изгиба может вызвать значительное снижение срока службы оптического волокна и повлиять на срок службы датчика, в силу чего радиус изгиба оптического волокна при практическом использовании ограничивается определенными пределами. С другой стороны, при том же коэффициенте потерь на изгибе γ, ослабление (затухание) сигнала может увеличиваться с увеличением дуги изгиба S. Длина дуги изгиба S может быть существенно увеличена с целью значительного улучшения динамического диапазона и точности волоконно-оптического аттенюатора.where P IN and P OUT are the light power at the input and output, respectively, γ is the loss coefficient on bending and S is the length of the bending arc. It can be noted that the greater the loss coefficient at the bend γ, the smaller the bending radius of the optical fiber, the greater the loss. However, even a small bending radius can cause a significant reduction in the life of the optical fiber and affect the life of the sensor, whereby the bending radius of the optical fiber in practical use is limited to certain limits. On the other hand, with the same bending loss coefficient γ, the attenuation (attenuation) of the signal can increase with increasing bending arc S. The length of the bending arc S can be significantly increased in order to significantly improve the dynamic range and accuracy of the fiber optic attenuator.
Решение, предложенное в патенте CN №8710210, относится к волоконно-оптическому измерителю напряжения главным образом на основе потерь на микроизгибах оптического волокна. Однако, поскольку волоконно-оптический измеритель напряжения получают при помощи двух плоских пластин, которые могут быть не очень большими, длина возможно искривленного оптического волокна ограничена, что отрицательно сказывается на динамическом диапазоне и точности такого волоконно-оптического аттенюатора. Кроме того, наибольшее приспособленное расстояние между этими двумя плоскими пластинами в соответствующем перемещении составляет только несколько сотен микрометров, и эти две плоские пластины должны существенно сохранять параллельность при перемещении. Поэтому более высокое требование к отрегулированной механической структуре таким аттенюатором не только увеличивает стоимость оборудования, но также ограничивает улучшение динамического диапазона и точности волоконно-оптического аттенюатора.The solution proposed in CN Patent No. 8710210 relates to a fiber optic voltage meter mainly based on losses on the microbends of an optical fiber. However, since the fiber-optic voltage meter is obtained using two flat plates, which may not be very large, the length of the possibly curved optical fiber is limited, which negatively affects the dynamic range and accuracy of such a fiber-optic attenuator. In addition, the largest adapted distance between the two flat plates in the corresponding movement is only a few hundred micrometers, and these two flat plates should substantially maintain parallelism during the movement. Therefore, a higher requirement for a regulated mechanical structure by such an attenuator not only increases the cost of equipment, but also limits the improvement in the dynamic range and accuracy of the fiber optic attenuator.
Сущность изобретения SUMMARY OF THE INVENTION
Техническая задачаTechnical challenge
С целью преодоления недостатков в вышеупомянутом уровне техники настоящее изобретение обеспечивает спирального типа волоконно-оптический датчик высокой точности на основе потерь на изгибе оптического волокна, который имеет простую структуру и качественную конструкцию, удобен в работе, и имеет гибкий принцип действия, определенную емкость антиинтерференции окружающей среды и высокую чувствительность, что позволяет расширить диапазон его применения. Далее, волоконно-оптический датчик настоящего изобретения имеет большое преимущество в стоимости, поскольку производит измерения на основе потерь на изгибе оптического волокна. В настоящее время тесты оценки потерь на изгибах являются основой всего интерференционного метода, метода частоты и других видов тестирования при проверке оптического волокна, и также являются самой сформировавшейся (доведенной до совершенства) и стабильной технологией с самой низкой стоимостью. Кроме того, может быть выполнено квазидистрибутивное или дистрибутивное измерение с использованием технологий с временным разделением (Time Division), оптического измерения коэффициента отражения методом временных интервалов (Optical Time Domain Reflection, OTDR) и частотно-модулированной незатухающей гармонической волны (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW), которые обеспечивают широкую область применения волоконно-оптического датчика настоящего изобретения.In order to overcome the disadvantages of the aforementioned prior art, the present invention provides a spiral-type high-precision fiber-optic sensor based on bending loss of an optical fiber, which has a simple structure and high-quality construction, is convenient to operate, and has a flexible operating principle, a defined anti-interference environment and high sensitivity, which allows to expand the range of its application. Further, the fiber optic sensor of the present invention has a great cost advantage because it measures based on bending loss of the optical fiber. Currently, tests for estimating bending losses are the basis of the entire interference method, frequency method, and other types of testing for testing optical fiber, and are also the most developed (perfected) and stable technology with the lowest cost. In addition, a quasidistributive or distributive measurement can be performed using Time Division technologies, Optical Time Domain Reflection (OTDR), and Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) ), which provide a wide field of application of the fiber optic sensor of the present invention.
Решаемая техническая задачаSolved technical problem
Для решения вышеупомянутых технических проблем один аспект настоящего изобретения состоит в разработке волоконно-оптического датчика спиральной структуры, характеризующегося многовитковым спиральным элементом, сформированным пружинной проволокой, в котором множество первых зубцов деформации непрерывно распределено по верхней поверхности и нижней поверхности пружинной проволоки в продольном направлении вдоль пружинной проволоки; в двух соседних витках пружинной проволоки первые зубцы деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первые зубцы деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки находятся по отношению друг к другу в шахматном порядке; первое сигнальное оптическое волокно зажато между первыми зубцами деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первыми зубцами деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки; расположение обоих концов спирального элемента изменяется при наложении напряжения, и расстояние между двумя соседними витками пружинной проволоки в спиральном элементе изменяется так, что положение первых зубцов деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки относительно первых зубцов деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух витках пружинной проволоки изменяется, и в результате кривизна изгиба первого сигнального оптического волокна, зажатого между двумя зубцами деформации, изменяется; и первое сигнальное оптическое волокно соединено с испытательной установкой (устройством контроля) через оптическое волокно передачи.To solve the aforementioned technical problems, one aspect of the present invention is to provide a fiber optic sensor of a spiral structure characterized by a multi-turn spiral element formed by a spring wire, in which a plurality of first deformation teeth are continuously distributed along the upper surface and lower surface of the spring wire in the longitudinal direction along the spring wire ; in two adjacent turns of the spring wire, the first deformation teeth on the lower surface of the upper coil of the spring wire and the first deformation teeth on the upper surface of the lower coil of the spring wire are staggered to each other; the first signal optical fiber is sandwiched between the first deformation teeth on the lower surface of the upper coil of the spring wire and the first deformation teeth on the upper surface of the lower coil of the spring wire; the location of both ends of the spiral element changes when voltage is applied, and the distance between two adjacent turns of the spring wire in the spiral element changes so that the position of the first deformation teeth on the lower surface of the upper coil of the spring wire relative to the first teeth of deformation on the upper surface of the lower coil of the spring wire in two turns the spring wire changes, and as a result, the curvature of the bend of the first signal optical fiber sandwiched between two deformation teeth, changes; and the first signal optical fiber is connected to the test setup (control device) through an optical transmission fiber.
Когда расположение обоих концов спирального элемента изменяется, например, когда спиральный элемент удлинен под растягивающим напряжением или укорочен под напряжением сжатия, расстояние между двумя соседними витками среди множества наборов соседних витков пружинной проволоки, формирующей спиральный элемент, увеличивается или уменьшается так, что расстояние между первыми зубцами деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первыми зубцами деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух соседних витках среди множества наборов соседних витков пружинной проволоки увеличивается или уменьшается. В результате кривизна изгиба первого сигнального оптического волокна, зажатого между зубцами деформации двух соседних витков пружинной проволоки, уменьшается или увеличивается, и что вызывает увеличение или уменьшение мощности светового сигнала, переданного в первое оптическое волокно. Первое сигнальное оптическое волокно присоединено к испытательной установке через оптическое волокно передачи так, чтобы изменение в мощности светового сигнала было выявлено испытательной установкой. Испытательная установка может быть источником света и измерителем мощности света. Кроме того, испытательной установкой, адаптированной к технологиям оптического измерения коэффициента отражения методом временных интервалов (Optical Time Domain Reflection, OTDR) и частотно-модулированной незатухающей гармонической волны (Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW), может быть выполнено квазидистрибутивное или дистрибутивное измерение.When the arrangement of both ends of the spiral element changes, for example, when the spiral element is elongated under tensile stress or shortened under compression stress, the distance between two adjacent turns among the plurality of sets of adjacent turns of the spring wire forming the spiral element increases or decreases so that the distance between the first teeth deformations on the lower surface of the upper coil of the spring wire and the first teeth of deformation on the upper surface of the lower coil of the spring wire in two adjacent coils among a plurality of sets of adjacent coils of the spring wire increases or decreases. As a result, the bending curvature of the first signal optical fiber sandwiched between the deformation teeth of two adjacent turns of the spring wire decreases or increases, and this causes an increase or decrease in the power of the light signal transmitted to the first optical fiber. The first signal optical fiber is connected to the test setup through the transmission optical fiber so that a change in light signal power is detected by the test setup. The test setup may be a light source and a light power meter. In addition, a quasidistributive or distributive measurement can be performed with a test setup adapted to the Optical Time Domain Reflection (OTDR) technology and Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW).
Следующим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что спиральный элемент находится в спиральной форме или в форме плоской спиральной пружины.A further technical aspect that is solved by the fiber optic sensor of the present invention is that the spiral element is in a spiral shape or in the form of a flat coil spring.
Дальнейшим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что слой упругого материала помещают между верхней и нижней поверхностями пружинной проволоки, формирующей спиральный элемент. Слой упругого материала может быть сформирован из макромолекулярных материалов, волнистых (полосовых) пружин или подобных средств. При приложении внешней силы к слою упругого материала производится более значительная деформация. Поэтому, когда положения обоих концов спирального элемента изменяются, взаимное расположение зубцов деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки по отношению к зубцам деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух соседних витках пружинной проволоки немного изменяется.A further technical aspect that is solved by the fiber optic sensor of the present invention is that a layer of elastic material is placed between the upper and lower surfaces of the spring wire forming the spiral element. A layer of elastic material may be formed from macromolecular materials, wavy (strip) springs, or the like. When an external force is applied to the layer of elastic material, a more significant deformation is produced. Therefore, when the positions of both ends of the spiral element change, the relative position of the deformation teeth on the lower surface of the upper coil of the spring wire relative to the deformation teeth on the upper surface of the lower coil of the spring wire in two adjacent turns of the spring wire is slightly different.
Еще одним техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что высота первых зубцов деформации, распределенных по поверхности пружинной проволоки, или расстояние между первыми зубцами деформации, распределенными по верхней поверхности пружинной проволоки, или расстояние между первыми зубцами деформации, распределенными по нижней поверхности пружинной проволоки, изменяется.Another technical aspect that is solved by the fiber optic sensor of the present invention is that the height of the first deformation teeth distributed over the surface of the spring wire, or the distance between the first deformation teeth distributed over the upper surface of the spring wire, or the distance between the first deformation teeth, distributed over the bottom surface of the spring wire, varies.
Следующим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что второе сигнальное оптическое волокно зажато параллельно первому сигнальному оптическому волокну между первыми зубцами деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первыми зубцами деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух соседних витках пружинной проволоки.A further technical aspect, which is solved by the fiber optic sensor of the present invention, is that the second signal optical fiber is clamped parallel to the first signal optical fiber between the first deformation teeth on the lower surface of the upper coil of the spring wire and the first deformation teeth on the upper surface of the lower coil of the spring wire in two adjacent turns of spring wire.
Дальнейшим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что вторые зубцы деформации размещены на верхней и нижней поверхностях пружинной проволоки, соответственно, второе сигнальное оптическое волокно зажато между вторыми зубцами деформации на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и вторыми зубцами деформации на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух соседних витках пружинной проволоки.A further technical aspect that is solved by the fiber optic sensor of the present invention is that the second deformation teeth are located on the upper and lower surfaces of the spring wire, respectively, the second signal optical fiber is sandwiched between the second deformation teeth on the lower surface of the upper turn of the spring wire and the second teeth deformations on the upper surface of the lower coil of the spring wire in two adjacent turns of the spring wire.
Еще одним техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что сечение (профиль) пружинной проволоки имеет форму окружности, эллипса, прямоугольника или круглого кольца.Another technical aspect that is solved by the fiber optic sensor of the present invention is that the cross section (profile) of the spring wire has the shape of a circle, ellipse, rectangle or round ring.
Следующим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что испытательная установка соединена с устройством обработки данных (процессором).The next technical aspect, which is solved by the fiber optic sensor of the present invention, is that the test setup is connected to a data processing device (processor).
Дальнейшим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что сигнальное оптическое волокно является оптическим волокном, имеющим множество защитных слоев на внешней стороне, таким как непроницаемое буферизованное оптическое волокно, покрытое углеродом оптическое волокно, покрытое полиимидом оптическое волокно.A further technical aspect that is solved by the optical fiber sensor of the present invention is that the signal optical fiber is an optical fiber having a plurality of protective layers on the outside, such as an impermeable buffered optical fiber, a carbon-coated optical fiber, a polyimide-coated optical fiber.
Еще дальнейшим техническим аспектом, который решается волоконно-оптическим датчиком настоящего изобретения, является то, что сигнальное оптическое волокно является многожильным оптическим волокном, макромолекулярным полимерным оптическим волокном или фотонным кристаллическим оптическим волокном.A further technical aspect that is solved by the fiber optic sensor of the present invention is that the signal optical fiber is a multicore optical fiber, a macromolecular polymer optical fiber, or a photonic crystalline optical fiber.
Технические результатыTechnical Results
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с предшествующим уровнем техники.The present invention has the following advantages over the prior art.
Во-первых, его конструкция проста, производство несложное, оно имеет различные структурные формы и способ его использования гибок.Firstly, its design is simple, the production is simple, it has various structural forms and the method of its use is flexible.
Во-вторых, устройство просто и удобно в работе, соединительные связи между соответствующими узлами устройства разработаны так, чтобы достичь качественной работы устройства. Спиральный элемент и испытательная установка для определения потерь на изгибе оптического волокна используются совместно, чтобы достичь поставленной цели в реальном времени, а также точного, достоверного и быстрого тестирования приложенной силы в большом диапазоне.Secondly, the device is simple and convenient to operate, the connecting connections between the respective nodes of the device are designed to achieve high-quality operation of the device. A spiral element and a test setup for determining bending loss of an optical fiber are used together to achieve the goal in real time, as well as accurate, reliable and quick testing of applied force over a wide range.
В-третьих, расходы по производству и работе устройства низкие, эффект от его использования высок, кроме того, практическое значение устройства высокое и экономический выигрыш от его использования существенен. Конструкция известного испытательного устройства упрощается, стоимость изготовления и действия устройства снижаются, вместе с тем уменьшается влияние факторов окружающей среды на результаты испытаний. Поэтому результаты тестирования точны, кроме того, оно легко и просто выполняется, и точное определение может быть выполнено одновременно на основе потерь на макроизгибах и потерь на микроизгибах оптического волокна.Thirdly, the costs of manufacturing and operating the device are low, the effect of its use is high, in addition, the practical value of the device is high and the economic gain from its use is significant. The design of the known test device is simplified, the manufacturing cost and operation of the device are reduced, while the influence of environmental factors on the test results is reduced. Therefore, the test results are accurate, in addition, it is easy and simple to perform, and accurate determination can be performed simultaneously on the basis of macrobending losses and optical fiber microbending losses.
В-четвертых, поскольку спиральный элемент находится в спиральной форме или форме плоской спиральной пружины, сила F прикладывается к сигнальному оптическому волокну зубцами деформации на двух соседних витках пружинной проволоки в спиральном элементе при приложении внешнего напряжения F растяжения, сжатия или кручения и т.д. Сигнальное оптическое волокно получает силу так, что порождаются потери на микроизгибах, таким образом, эффективная длина оптического волокна, образующего микроизгибы, сильно увеличивается и, таким образом, чувствительность тестов повышается.Fourth, since the spiral element is in a spiral shape or in the form of a flat spiral spring, a force F is applied to the signal optical fiber by deformation teeth on two adjacent turns of the spring wire in the spiral element when external tensile, compressive or torsional stress F is applied, etc. The signal optical fiber gains strength so that losses in microbends are generated, thus, the effective length of the optical fiber forming the microbends is greatly increased, and thus the sensitivity of the tests is increased.
В-пятых, он может использоваться в качестве приспособленного аттенюатора оптического волокна.Fifth, it can be used as an attenuated optical fiber attenuator.
В-шестых, когда внешнее напряжение F приложено к одному или обоим концам спирального элемента, и таким образом весь спиральный элемент находится в состоянии изгиба, радиус изгиба всего спирального элемента может быть точно определен устройством обработки данных согласно данным, определенным испытательной установкой для потерь на изгибах оптического волокна.Sixth, when an external voltage F is applied to one or both ends of the spiral element, and thus the entire spiral element is in a bending state, the bending radius of the entire spiral element can be precisely determined by the data processing device according to the data determined by the test setup for bending loss optical fiber.
В-седьмых, для спирального элемента в спиральной форме, на каждой окружности при приблизительно 360°, в случае когда высота противодействующих зубцов деформации или расстояние между зубцами деформации на двух соседних витках пружинной проволоки является одинаковым и постепенно увеличивается или уменьшается, направление приложения внешнего напряжения F к любому месту на спиральном элементе может быть рассчитано.Seventh, for a spiral element in a spiral form, on each circle at approximately 360 °, in the case when the height of the opposing deformation teeth or the distance between the deformation teeth on two adjacent turns of the spring wire is the same and gradually increases or decreases, the direction of application of the external voltage F to any place on the spiral element can be calculated.
В-восьмых, поскольку весь спиральный элемент находится в спиральной форме или форме плоской спиральной пружины, величина крутящего момента или угла кручения может быть вычислена согласно потерям сигнального оптического волокна при применении силы вращения или кручения.Eighth, since the entire spiral element is in a spiral shape or in the form of a flat spiral spring, the magnitude of the torque or torsion angle can be calculated according to the loss of the signal optical fiber when applying rotational or torsional forces.
В итоге, настоящее изобретение имеет простую конструкцию и характерный дизайн, легко производится и имеет гибкий способ использования, высокую чувствительность и хороший эффект от использования. Определение может быть выполнено одновременно использованием потерь на макроизгибах и потерь на микроизгибах оптического волокна так, что динамический диапазон становится больше и результаты испытаний являются более чувствительными и точными. В дополнение к известной области применения, тестирование параметра напряжения через потери на изгибах оптического волокна, область тестирования может быть расширена на другие физические характеристики, включая растягивающее напряжение (прочность на отрыв), кривизну изгиба, направление изгиба, угол кручения и крутящий момент. Диапазон приложения может быть и далее расширен.As a result, the present invention has a simple structure and a characteristic design, is easy to manufacture and has a flexible method of use, high sensitivity and a good effect from use. The determination can be performed simultaneously using losses on macrobends and losses on microbends of the optical fiber so that the dynamic range becomes larger and the test results are more sensitive and accurate. In addition to the known field of application, testing the stress parameter through loss on bending of the optical fiber, the testing area can be extended to other physical characteristics, including tensile stress (tensile strength), bending curvature, bending direction, torsion angle and torque. The range of applications can be further expanded.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1 - изображение, схематично поясняющее конструкцию первого варианта выполнения согласно настоящему изобретению.1 is a view schematically illustrating a structure of a first embodiment according to the present invention.
Фиг.2 - вид сверху, схематично поясняющий спиральный элемент на фиг.1.Figure 2 is a top view schematically illustrating the spiral element in figure 1.
Фиг.3 - схематичный частичный вид в разрезе, взятый в направление А-А' спирального элемента на фиг.2.Figure 3 is a schematic partial sectional view taken in the direction aa 'of the spiral element in figure 2.
Фиг.4 - изображение, схематично поясняющее конструкцию второго варианта выполнения согласно настоящему изобретению.FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a construction of a second embodiment according to the present invention. FIG.
Фиг.5 - частичный вид в разрезе, схематично поясняющий многовитковую пружинную проволоку, имеющую сложную структуру.5 is a partial sectional view schematically illustrating a multi-turn spring wire having a complex structure.
Фиг.6 - изображение, схематично поясняющее конструкцию третьего варианта выполнения согласно настоящему изобретению.6 is a view schematically illustrating a construction of a third embodiment according to the present invention.
Фиг.7 - изображение, схематично поясняющее конструкцию четвертого варианта выполнения согласно настоящему изобретению.7 is a view schematically illustrating a structure of a fourth embodiment according to the present invention.
Фиг.8 - схематично частичный вид в разрезе, взятый в направление В-В' на фиг.7.Fig. 8 is a schematic partial sectional view taken in the direction BB 'in Fig. 7.
Фиг.9 - изображение, схематично поясняющее конструкцию пятого варианта выполнения согласно настоящему изобретению.Fig. 9 is a view schematically illustrating a construction of a fifth embodiment according to the present invention.
Фиг.10 - изображение, схематично поясняющее конструкцию шестого варианта выполнения согласно настоящему изобретению.10 is a view schematically illustrating a construction of a sixth embodiment according to the present invention.
Обозначения на представленных чертежахDesignations in the presented drawings
1 - волокно передачи1 - transmission fiber
4 - спиральный элемент4 - spiral element
5 - испытательная установка5 - test installation
6 - первое сигнальное оптическое волокно6 - the first signal optical fiber
7 - устройство обработки данных7 - data processing device
8 - второе сигнальное оптическое волокно8 - second signal optical fiber
10 - слой верхней поверхности пружинной проволоки10 - layer of the upper surface of the spring wire
11 - слой упругого материала11 - layer of elastic material
12 - слой нижней поверхности пружинной проволоки 12 - layer of the lower surface of the spring wire
4-1 - первые зубцы деформации на нижней поверхности пружинной проволоки 4-1 - the first teeth of deformation on the lower surface of the spring wire
4-2 - первые зубцы деформации на верхней поверхности пружинной проволоки 4-2 - the first teeth of deformation on the upper surface of the spring wire
4-3 - вторые зубцы деформации на нижней поверхности пружинной проволоки 4-3 - second deformation teeth on the lower surface of the spring wire
4-4 - вторые зубцы деформации на верхней поверхности пружинной проволоки 4-4 - second deformation teeth on the upper surface of the spring wire
4-5 - первые зубцы деформации на внешней поверхности внутреннего витка пружинной проволоки4-5 - the first teeth of deformation on the outer surface of the inner coil of the spring wire
4-6 - первые зубцы деформации на внутренней поверхности внешнего витка пружинной проволоки.4-6 - the first teeth of deformation on the inner surface of the outer coil of the spring wire.
Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения Preferred Embodiments of the Present Invention
Первый вариант конструкцииThe first version of the design
Как показано на фиг.1, 2 и 3, настоящее изобретение включает многовитковый спиральный элемент 4, сформированный пружинной проволокой. Множество зубцов деформации непрерывно распределено на верхней поверхности и нижней поверхности пружинной проволоки в продольном направлении вдоль пружинной проволоки; в двух соседних витках пружинной проволоки первые зубцы деформации 4-1 на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первые зубцы деформации 4-2 на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки находятся по отношению друг к другу в шахматном порядке. Первое сигнальное оптическое волокно 6 зажато между первыми зубцами деформации 4-1 на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первыми зубцами деформации 4-2 на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки. Расположение обоих концов спирального элемента 4 изменяется при приложении напряжения, и расстояние между соседними витками пружинной проволоки в спиральном элементе 4 изменяется таким образом, чтобы положение первых зубцов деформации 4-1 на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки относительно первых зубцов деформации 4-2 на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух витках пружинной проволоки изменилось. В результате кривизна изгиба первого сигнального оптического волокна 6, зажатого между зубцами деформации двух витков пружинной проволоки, изменяется, и, таким образом, мощность светового сигнала, переданного в первое оптическое волокно 6, изменяется. Первое сигнальное оптическое волокно 6 присоединено оптическим волокном передачи 1 к испытательной установке 5, которая соединена с устройством обработки данных.As shown in figures 1, 2 and 3, the present invention includes a
В этом варианте выполнения спиральный элемент 4 находится полностью в спиральной форме. Когда расположение обоих концов спирального элемента 4 изменяется, например, спиральный элемент 4 удлинен под растягивающим напряжением или укорочен под напряжением сжатия, расстояние между двумя соседними витками среди множества наборов соседних витков пружинной проволоки, формирующей спиральный элемент 4, увеличивается или уменьшается таким образом, чтобы расстояние между первыми зубцами деформации 4-1 на нижней поверхности верхнего витка пружинной проволоки и первыми зубцами деформации 4-2 на верхней поверхности нижнего витка пружинной проволоки в двух соседних витках среди множества наборов соседних витков пружинной проволоки увеличивается или уменьшается. В результате кривизна изгиба первого сигнального оптического волокна 6, зажатого между зубцами деформации двух соседних витков пружинной проволоки, уменьшается или увеличивается, и вызывает увеличение или уменьшение мощности светового сигнала, переданного в первое оптическое волокно 6. Первое сигнальное оптическое волокно 6 соединено с испытательной установкой 5 через оптическое волокно передачи 1 так, чтобы изменение в мощности светового сигнала было определено испытательной установкой. Испытательная установка 5 может быть источником света и световым измерителем мощности. Также квази-дистрибутивное или дистрибутивное измерение может быть выполнено испытательным аппаратом, адаптированным к технологиям оптического измерения коэффициента отражения методом временных интервалов (Optical Time Domain Reflection, OTDR).In this embodiment, the
Первое сигнальное оптическое волокно 6 является оптическим волокном, имеющим множество защитных слоев с внешней стороны, таким как непроницаемое буферизованное оптическое волокно, покрытое углеродом оптическое волокно, покрытое полиимидом оптическое волокно и т.д. Первое сигнальное оптическое волокно 6 может также быть пластиковым оптическим волокном или фотонным кристаллическим оптическим волокном.The first signal
Второй вариант конструкцииSecond design option
Как показано на фиг.4, отличие этого варианта конструкции от первого варианта состоит в том, что направление F приложения внешнего напряжения на спиральный элемент 4 является направлением навивки, т.е. спиральный элемент навит от верхнего или нижнего конца. В этом варианте конструкция, соединительные связи и принципы эксплуатации других частей являются идентичными первому варианту конструкции.As shown in FIG. 4, the difference between this embodiment and the first embodiment is that the direction F of applying an external voltage to the
Третий вариант конструкцииThird design option
Как показано на фиг.6, отличие этого варианта конструкции от первого варианта состоит в том, что направление F приложения внешнего напряжения является направлением вращения, т.е. спиральный элемент 4 вращается от верхнего или нижнего конца. В этом варианте конструкция, соединительные связи и принципы эксплуатации других частей являются идентичными первому варианту конструкции.As shown in FIG. 6, the difference between this embodiment and the first embodiment is that the direction F of applying the external voltage is the direction of rotation, i.e. the
Четвертый вариант конструкцииFourth design option
Как показано на фиг.7 и 8, отличие этого варианта конструкции от первого варианта состоит в том, что спиральный элемент 4 выполнен полностью в форме плоской спиральной пружины. Два соседних витка пружинной проволоки являются соседними внутренними и внешними витками пружинной проволоки. Первые зубцы деформации 4-5 на внешней поверхности внутреннего витка пружинной проволоки и первые зубцы деформации 4-6 на внутренней поверхности внешнего витка пружинной проволоки находятся по отношению друг к другу в шахматном порядке с первым сигнальным оптическим волокном 6, зажатым между ними. Когда расположение внутреннего конца спирального элемента изменяется относительно его внешнего конца, расположение двух соседних витков пружинной проволоки изменяется таким образом, чтобы положение зубцов деформации, распределенных по поверхности внутренних и внешних витков пружинной проволоки, соответственно изменилось. В результате кривизна изгиба первого сигнального оптического волокна 6, зажатого между зубцами деформации двух соседних витков, изменяется, и вызывает изменение мощности светового сигнала, переданного в оптическое волокно 6. Первое сигнальное оптическое волокно 6 присоединено оптическим волокном передачи 1 к испытательной установке 5, которая соединена с устройством обработки данных 7. В этом варианте конструкция, соединительные связи и принципы эксплуатации других частей являются идентичными первому варианту конструкции.As shown in FIGS. 7 and 8, the difference between this embodiment and the first embodiment is that the
Пятый вариант конструкцииFifth Design Option
Как показано на фиг.5, отличие этого варианта конструкции от первого варианта состоит в том, что пружинная проволока, формирующая спиральный элемент 4, имеет трехслойный профиль, включающий слой 10 верхней поверхности пружинной проволоки с первыми зубцами деформации 4-2 на верхней поверхности пружинной проволоки, средний слой упругого материала и слой 12 нижней поверхности пружинной проволоки с первыми зубцами деформации 4-1 на нижней поверхности пружинной проволоки. В этом варианте конструкция, соединительные связи и принципы эксплуатации других частей являются идентичными первому варианту конструкции.As shown in FIG. 5, the difference between this embodiment and the first embodiment is that the spring wire forming the
Шестой вариант конструкцииSixth design option
Как показано на фиг.9, отличие этого варианта конструкции от первого варианта состоит в том, что второе сигнальное оптическое волокно 8 размещается параллельно первому сигнальному оптическому волокну 6. Изменение в мощности оптического сигнала во втором сигнальном оптическом волокне 8 может быть выявлено другими испытательными установками (не показаны на чертеже). В этом варианте конструкция, соединительные связи и принципы эксплуатации других частей являются идентичными первому варианту конструкции.As shown in Fig. 9, the difference between this design option and the first option is that the second signal
Седьмой вариант конструкцииSeventh design option
Как показано на фиг.10, отличие этого варианта конструкции от шестого варианта состоит в том, что вторые зубцы деформации 4-3 на нижней поверхности пружинной проволоки и вторые зубцы деформации 4-4 на верхней поверхности пружинной проволоки снабжены вторым сигнальным оптическим волокном 8, зажатым между ними. В этом варианте, конструкция, соединительные связи и принципы эксплуатации других частей являются идентичными первому варианту конструкции.As shown in FIG. 10, the difference between this design variant and the sixth embodiment is that the second deformation teeth 4-3 on the lower surface of the spring wire and the second deformation teeth 4-4 on the upper surface of the spring wire are provided with a second signal
Описанные выше варианты конструкции являются только предпочтительными вариантами выполнения настоящего изобретения и не являются ограничением настоящего изобретения. Любые простые вариации, модификации и изменения в эквивалентных структурах, сделанных к вышеупомянутым вариантам конструкции, согласно технической сущности настоящего изобретения, также находятся в пределах области действия защиты технических решений настоящего изобретения.The design options described above are only preferred embodiments of the present invention and are not a limitation of the present invention. Any simple variations, modifications and changes in equivalent structures made to the aforementioned design variants, according to the technical nature of the present invention, are also within the scope of protection of the technical solutions of the present invention.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010140077.0 | 2010-04-06 | ||
| CN201010140077 | 2010-04-06 | ||
| PCT/CN2011/072457 WO2011124126A1 (en) | 2010-04-06 | 2011-04-06 | Fiber optic sensor based on spiral structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012125660A RU2012125660A (en) | 2013-12-27 |
| RU2512136C2 true RU2512136C2 (en) | 2014-04-10 |
Family
ID=43053705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012125660/28A RU2512136C2 (en) | 2010-04-06 | 2011-04-06 | Fibre-optical sensor of spiral structure |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8616069B2 (en) |
| EP (1) | EP2557404A1 (en) |
| JP (1) | JP5562435B2 (en) |
| CN (1) | CN101881633B (en) |
| BR (1) | BR112012015240A2 (en) |
| RU (1) | RU2512136C2 (en) |
| WO (1) | WO2011124126A1 (en) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101881633B (en) * | 2010-04-06 | 2012-11-28 | 西安金和光学科技有限公司 | Spring type high-precision optical fiber sensor based on optical fiber bending loss |
| TWI467108B (en) * | 2012-07-12 | 2015-01-01 | Univ Southern Taiwan | Flexible flat panel storage lamps |
| CN102818531B (en) * | 2012-09-11 | 2014-07-23 | 北京航空航天大学 | Dynamic strain measurement instrument based on multiple overlapped gratings |
| CN103076122A (en) * | 2013-01-14 | 2013-05-01 | 温州大学 | Method and device for measuring primary stress on surface of spiral spring |
| CN104483736A (en) * | 2014-11-18 | 2015-04-01 | 国网河南省电力公司南阳供电公司 | Simple micro optical fiber attenuation method |
| CN104536091B (en) * | 2014-12-12 | 2017-11-21 | 中国电子科技集团公司第二十三研究所 | A kind of not damaged tunable fiber power attenuator |
| CN105157676A (en) * | 2015-08-27 | 2015-12-16 | 东北大学 | Novel inclination measuring apparatus based on all-photonic crystal fiber interferometer |
| CN109238534A (en) * | 2018-08-15 | 2019-01-18 | 南京邮电大学 | A kind of multi-core optical fiber microbend sensor |
| JP7208397B2 (en) * | 2018-12-04 | 2023-01-18 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | High resolution distribution sensor using offset core optical fiber |
| CN111486880A (en) * | 2020-04-07 | 2020-08-04 | 南京航空航天大学 | Molding self-monitoring intelligent composite material and monitoring method thereof |
| CN112781632A (en) * | 2020-12-11 | 2021-05-11 | 北京信息科技大学 | Spiral optical fiber sensing method for super-elastic soft material |
| CN114112133A (en) * | 2021-11-23 | 2022-03-01 | 厦门大学 | Flexible photon pressure sensor, preparation method and application thereof |
| CN115266044B (en) * | 2022-09-23 | 2022-12-23 | 国网湖北省电力有限公司 | Photoelectric test fixture and early warning method thereof |
| CN117949031A (en) * | 2022-10-28 | 2024-04-30 | 华为技术有限公司 | Detection method and related equipment |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2204679A (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-16 | Univ Manchester | Fibre optic sensor |
| SU1509794A1 (en) * | 1988-01-28 | 1989-09-23 | Институт электроники АН БССР | Fibre optics converter of forces and displacements |
Family Cites Families (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5653163Y2 (en) * | 1977-07-07 | 1981-12-11 | ||
| FR2399042A1 (en) * | 1977-07-25 | 1979-02-23 | Comp Generale Electricite | COUPLING DEVICE FOR FIBER OPTIC |
| US4294513A (en) * | 1979-09-11 | 1981-10-13 | Hydroacoustics Inc. | Optical sensor system |
| DE3027476A1 (en) * | 1980-07-19 | 1982-02-18 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | FIBER OPTICAL ARRANGEMENT FOR THE POLARIZATION-RESISTING TRANSMISSION OF LIGHT-DEFINED, LINEAR POLARIZATION STATE |
| US4463254A (en) * | 1981-08-27 | 1984-07-31 | Trw Inc. | Microbending of optical fibers for remote force measurement |
| US4421979A (en) * | 1981-08-27 | 1983-12-20 | Trw Inc. | Microbending of optical fibers for remote force measurement |
| US4449210A (en) * | 1981-12-21 | 1984-05-15 | Hughes Aircraft Company | Fiber optic hydrophone transducers |
| EP0082820A3 (en) * | 1981-12-21 | 1984-03-21 | Battelle Memorial Institute | Optical fibre pressure detector |
| US4560016A (en) * | 1983-12-14 | 1985-12-24 | Anco Engineers, Incorporated | Method and apparatus for measuring the weight of a vehicle while the vehicle is in motion |
| US4552026A (en) * | 1984-10-22 | 1985-11-12 | The Babcock & Wilcox Company | Sensor for a vortex shedding flowmeter |
| JPS61120981A (en) * | 1984-11-19 | 1986-06-09 | Nec Corp | Optical fiber hydrophone |
| JPS61170623A (en) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | Nec Corp | Optical fiber sensor |
| US4725124A (en) * | 1985-09-26 | 1988-02-16 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber optic microbend phase shifter and modulator |
| IN167564B (en) * | 1986-10-30 | 1990-11-17 | Babcock & Wilcox Co | |
| JPH01176618A (en) * | 1987-12-29 | 1989-07-13 | Fujitsu Ltd | Pressure detecting mat |
| JPH02309267A (en) * | 1989-05-24 | 1990-12-25 | Hitachi Cable Ltd | Apparatus for detecting trouble section of underground transmission line |
| US5164605A (en) * | 1991-08-14 | 1992-11-17 | The Babcock & Wilcox Company | Fiber optic displacement sensor using fiber optic coil |
| JP2959888B2 (en) * | 1991-09-12 | 1999-10-06 | 古河電気工業株式会社 | Linear external pressure sensor |
| FR2689234B1 (en) * | 1992-03-26 | 1994-07-01 | Opto Ind | IMPROVED FIBER OPTIC PRESSURE SENSOR. |
| US5271675A (en) * | 1992-10-22 | 1993-12-21 | Gas Research Institute | System for characterizing pressure, movement, temperature and flow pattern of fluids |
| US6563967B2 (en) * | 2000-01-27 | 2003-05-13 | Northrop Grumman Corporation | Fiber optic displacement sensor |
| WO2004033261A1 (en) * | 2002-09-25 | 2004-04-22 | Acts - Advanced Car Technology Systems Gmbh & Co. Kg | Sensor device and method for detecting an external impact load on a vehicle |
| JP2004258452A (en) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Asahi Glass Co Ltd | Optical transmission unit |
| US7098445B2 (en) * | 2003-06-17 | 2006-08-29 | Asmo Co., Ltd. | Load detecting device |
| JP2005037800A (en) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Optical cable connection part, long-sized optical cable formed thereby, manufacturing method of optical cable connection part and electric power/light combined optical cable |
| CN101881633B (en) * | 2010-04-06 | 2012-11-28 | 西安金和光学科技有限公司 | Spring type high-precision optical fiber sensor based on optical fiber bending loss |
| CN101865665A (en) * | 2010-04-06 | 2010-10-20 | 西安金和光学科技有限公司 | Measurement device and method of optical fiber bending parameter |
| CN101840027A (en) * | 2010-05-04 | 2010-09-22 | 西安金和光学科技有限公司 | Spring-type all-fiber precise adjustable optical attenuator |
| CN201772966U (en) * | 2010-07-13 | 2011-03-23 | 西安金和光学科技有限公司 | Optical fiber pressure sensing device based on C-shaped spring tube |
| CN101922989A (en) * | 2010-07-13 | 2010-12-22 | 西安金和光学科技有限公司 | Fiber pressure sensing device based on C-shaped spring tube |
| CN201859151U (en) * | 2010-07-19 | 2011-06-08 | 西安金和光学科技有限公司 | Inertia parameter sensing device based on spring type optical fiber micro-bending loss |
| CN101930014A (en) * | 2010-07-19 | 2010-12-29 | 西安金和光学科技有限公司 | Inertia parameter sensing device based on spring optical fiber microbending loss |
| CN201802966U (en) * | 2010-08-23 | 2011-04-20 | 西安金和光学科技有限公司 | Novel optical fiber valve position detector |
-
2010
- 2010-06-21 CN CN201010219547.2A patent/CN101881633B/en not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-04-06 WO PCT/CN2011/072457 patent/WO2011124126A1/en active Application Filing
- 2011-04-06 JP JP2012545076A patent/JP5562435B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-04-06 EP EP11765044A patent/EP2557404A1/en not_active Withdrawn
- 2011-04-06 RU RU2012125660/28A patent/RU2512136C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-04-06 BR BR112012015240A patent/BR112012015240A2/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-06-21 US US13/529,780 patent/US8616069B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2204679A (en) * | 1987-04-30 | 1988-11-16 | Univ Manchester | Fibre optic sensor |
| SU1509794A1 (en) * | 1988-01-28 | 1989-09-23 | Институт электроники АН БССР | Fibre optics converter of forces and displacements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101881633B (en) | 2012-11-28 |
| JP5562435B2 (en) | 2014-07-30 |
| EP2557404A1 (en) | 2013-02-13 |
| CN101881633A (en) | 2010-11-10 |
| US8616069B2 (en) | 2013-12-31 |
| RU2012125660A (en) | 2013-12-27 |
| BR112012015240A2 (en) | 2016-04-26 |
| WO2011124126A1 (en) | 2011-10-13 |
| US20120272744A1 (en) | 2012-11-01 |
| JP2013515947A (en) | 2013-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2512136C2 (en) | Fibre-optical sensor of spiral structure | |
| CN201697734U (en) | Spring type high precision optical fiber sensor based on optical fiber bending loss | |
| Di et al. | Review of optical fiber sensors for deformation measurement | |
| CN101943568B (en) | Fiber strain sensor and measurement system for repeated large deformation | |
| KR101724828B1 (en) | Fiber Optic Interferometric Sensor with FBG for Simultaneous Measurement of Sound, Vibration and Temperature and Method for Sensing thereof | |
| CN109196394A (en) | Utilize the displacement detector of fiber-optic grating sensor and its adjusting method of sensitivity, durability | |
| US10620018B2 (en) | Method for measuring the displacement profile of buildings and sensor therefor | |
| Wang et al. | A macrobending singlemode fiber refractive index sensor for low refractive index liquids | |
| CN102620858A (en) | Double long period fiber grating (LPFG) temperature and humidity sensor | |
| CN101922948A (en) | Multilayer high-precision optical fiber detector based on microbending loss | |
| Bai et al. | Air pressure measurement of circular thin plate using optical fiber multimode interferometer | |
| KR101129261B1 (en) | FBGFiber Bragg Gratings Acceleration Sensor for Multi-Point Measuring by Series Connection | |
| CN101900617A (en) | Optical fiber type non-invasive pipeline pressure sensor | |
| CN102374872A (en) | Optical fiber sensing device based on functional material | |
| CN201858525U (en) | Optical fiber type non-intrusive pipeline pressure sensing device | |
| RU161075U1 (en) | FIBER OPTICAL DEFORMATION DISTRIBUTION SENSOR | |
| CN201772993U (en) | Multilayer type high-precision fiber detector based on microbending loss | |
| RU2552399C1 (en) | Distributed fiber optical high sensitivity temperature sensor | |
| CN201885836U (en) | General pressure sensing device based on optical fiber microbending loss | |
| RU91625U1 (en) | SENSOR FOR DETERMINING THE SIZE AND DIRECTION OF DEFORMATION OF A LONG PROJECT | |
| CN101881632A (en) | Spring-type high-precision optical fiber sensor with cushioning structure | |
| CN216746413U (en) | Cascade structure vibration sensor based on LPG and FBG | |
| CN103090893A (en) | Manufacturing method for optical fiber macrobend loss sensor measuring stress displacement | |
| CN102478412A (en) | Spring-type optical fiber sensor with limiting plates | |
| CN102538842A (en) | Device for detecting wave spring optical fiber bending loss |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150407 |